la generación de energía del Sol se basa en la fusión termonuclear de hidrógeno en helio. Esto ocurre en la región central de la estrella usando el proceso de reacción en cadena protón–protón. Debido a que no hay convección en el núcleo solar, la concentración de helio se acumula en esa región sin ser distribuida por toda la estrella., La temperatura en el núcleo del sol es demasiado baja para la fusión nuclear de átomos de helio a través del proceso triple alfa, por lo que estos átomos no contribuyen a la generación neta de energía que se necesita para mantener el equilibrio hidrostático del Sol.
en la actualidad, casi la mitad del hidrógeno en el núcleo se ha consumido, con el resto de los átomos que consisten principalmente en helio. A medida que el número de átomos de hidrógeno por unidad de masa disminuye, también lo hace su producción de energía proporcionada a través de la fusión nuclear., Esto resulta en una disminución en el soporte de presión, lo que hace que el núcleo se contraiga hasta que el aumento de la densidad y la temperatura pongan la presión del núcleo en equilibrio con las capas superiores. La temperatura más alta hace que el hidrógeno restante sufra fusión a una velocidad más rápida, generando así la energía necesaria para mantener el equilibrio.
evolución de la luminosidad, el radio y la temperatura efectiva del sol en comparación con el Sol actual. Después De Ribas (2010).,
El resultado de este proceso ha sido un aumento constante en la producción de energía solar. Cuando el sol se convirtió por primera vez en una estrella de la secuencia principal, irradió solo el 70% de la luminosidad actual. La luminosidad ha aumentado de manera casi lineal hasta el presente, aumentando en un 1% cada 110 millones de años. Del mismo modo, en tres mil millones de años se espera que el sol sea un 33% más luminoso. El combustible de hidrógeno en el núcleo finalmente se agotará en cinco mil millones de años, cuando el sol será 67% más luminoso que en la actualidad., A partir de entonces, el sol continuará quemando hidrógeno en una concha que rodea su núcleo, hasta que la luminosidad alcance un 121% por encima del valor actual. Esto marca el final de la vida de la secuencia principal del sol, y a partir de entonces pasará a través de la etapa subgigante y evolucionará en una gigante roja.
en este momento, la colisión de las galaxias de la Vía Láctea y Andrómeda debería estar en marcha. Aunque esto podría resultar en que el sistema Solar sea expulsado de la galaxia recientemente combinada, se considera poco probable que tenga algún efecto adverso sobre el sol o sus planetas.,
impacto Climáticoditar
La tasa de erosión de los minerales de silicato aumentará a medida que las temperaturas crecientes aceleren los procesos químicos. Esto a su vez disminuirá el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera, ya que las reacciones con minerales de silicato convierten el gas dióxido de carbono en carbonatos sólidos. Dentro de los próximos 600 millones de años a partir del presente, la concentración de dióxido de carbono caerá por debajo del umbral crítico necesario para sostener la fotosíntesis C3: alrededor de 50 partes por millón., En este punto, los árboles y los bosques en sus formas actuales ya no podrán sobrevivir. los últimos árboles vivos son coníferas perennes. Esta disminución en la vida vegetal es probable que sea una disminución a largo plazo en lugar de una caída brusca. Es probable que los grupos de plantas mueran uno por uno mucho antes de que se alcance el nivel de 50 partes por millón. Las primeras plantas en desaparecer serán las herbáceas C3, seguidas por los bosques caducifolios, los bosques de hoja ancha perennes y, finalmente, las coníferas perennes. Sin embargo, la fijación de carbono C4 puede continuar a concentraciones mucho más bajas, hasta más de 10 partes por millón., Por lo tanto, las plantas que utilizan la fotosíntesis C4 pueden ser capaces de sobrevivir durante al menos 0,8 mil millones de años y posiblemente hasta 1,2 mil millones de años a partir de ahora, después de lo cual el aumento de las temperaturas hará que la Biosfera sea insostenible. Actualmente, las plantas C4 representan alrededor del 5% de la biomasa vegetal de la Tierra y el 1% de sus especies vegetales conocidas. Por ejemplo, alrededor del 50% de todas las especies de hierbas (Poaceae) utilizan la vía fotosintética C4, al igual que muchas especies de la familia herbácea Amaranthaceae.,
cuando los niveles de dióxido de carbono caen al límite donde la fotosíntesis es apenas sostenible, se espera que la proporción de dióxido de carbono en la atmósfera oscile hacia arriba y hacia abajo. Esto permitirá que la vegetación de la tierra florezca cada vez que el nivel de dióxido de carbono aumente debido a la actividad tectónica y la respiración de la vida animal. Sin embargo, la tendencia a largo plazo es que la vida vegetal en la tierra muera por completo a medida que la mayor parte del carbono restante en la atmósfera se secuestra en la Tierra., Algunos microbios son capaces de fotosíntesis a concentraciones de dióxido de carbono tan bajas como 1 parte por millón, por lo que estas formas de vida probablemente desaparecerían solo debido al aumento de las temperaturas y la pérdida de la Biosfera.
Las plantas—y, por extensión, los animales—podrían sobrevivir más tiempo desarrollando otras estrategias como requerir menos dióxido de carbono para los procesos fotosintéticos, convertirse en carnívoros, adaptarse a la desecación o asociarse con hongos. Es probable que estas adaptaciones aparezcan cerca del comienzo del invernadero húmedo (ver más adelante).,
la pérdida de vida vegetal superior también resultará en la pérdida eventual de oxígeno, así como de ozono debido a la respiración de los animales, reacciones químicas en la atmósfera y erupciones volcánicas. Esto resultará en una menor atenuación de los rayos UV que dañan el ADN, así como la muerte de animales; los primeros animales en desaparecer serían los grandes mamíferos, seguidos por los pequeños mamíferos, aves, anfibios y peces grandes, reptiles y peces pequeños, y finalmente Invertebrados., Antes de que esto suceda, se espera que la vida se concentre en refugios de temperatura más baja, como elevaciones altas donde hay menos superficie disponible, lo que restringe el tamaño de la población. Los animales más pequeños sobrevivirían mejor que los más grandes debido a los menores requisitos de oxígeno, mientras que las aves se desempeñarían mejor que los mamíferos gracias a su capacidad para viajar grandes distancias en busca de temperaturas más frías. Basado en la vida media del oxígeno en la atmósfera, la vida animal duraría como máximo 100 millones de años después de la pérdida de plantas superiores., Sin embargo, la vida animal puede durar mucho más tiempo ya que más del 50% del oxígeno es producido actualmente por el fitoplancton.
en su trabajo la vida y la muerte del planeta Tierra, los autores Peter D. Ward y Donald Brownlee han argumentado que alguna forma de vida animal puede continuar incluso después de que la mayor parte de la vida vegetal de la Tierra haya desaparecido., Ward y Brownlee usan evidencia fósil del esquisto Burgess en Columbia Británica, Canadá, para determinar el clima de la explosión cámbrica, y la usan para predecir el clima del futuro cuando el aumento de las temperaturas globales causado por un sol caliente y la disminución de los niveles de oxígeno resulten en la extinción final de la vida animal. Inicialmente, esperan que algunos insectos, lagartos, aves y pequeños mamíferos puedan persistir, junto con la vida marina. Sin embargo, sin la reposición de oxígeno por la vida vegetal, creen que los animales probablemente morirían por asfixia dentro de unos pocos millones de años., Incluso si el oxígeno suficiente permaneciera en la atmósfera a través de la persistencia de alguna forma de fotosíntesis, el aumento constante de la temperatura global daría lugar a una pérdida gradual de biodiversidad.
a medida que las temperaturas continúan aumentando, lo último de la vida animal será conducido hacia los polos, y posiblemente bajo tierra. Se activarían principalmente durante la noche polar, activándose durante el día polar debido al intenso calor. Gran parte de la superficie se convertiría en un desierto estéril y la vida se encontraría principalmente en los océanos., Sin embargo, debido a una disminución en la cantidad de materia orgánica que ingresa a los océanos desde la tierra, así como una disminución en el oxígeno disuelto, la vida marina también desaparecería siguiendo un camino similar al de la superficie de la Tierra. Este proceso comenzaría con la pérdida de especies de agua dulce y concluiría con invertebrados, particularmente aquellos que no dependen de plantas vivas como las termitas o aquellos cerca de respiraderos hidrotermales como los gusanos del género Riftia. Como resultado de estos procesos, las formas de vida multicelulares pueden extinguirse en aproximadamente 800 millones de años, y los eucariotas en 1.,3 mil millones de años, dejando solo a los procariotas.
pérdida de oceánoseditar
la atmósfera de Venus está en un estado de «Super-invernadero»
dentro de mil millones de años, aproximadamente el 27% del Océano moderno se habrá subducido en el manto. Si se permitiera que este proceso continuara ininterrumpidamente, alcanzaría un estado de equilibrio donde el 65% del reservorio superficial actual permanecería en la superficie., Una vez que la luminosidad solar es un 10% más alta que su Valor Actual, la temperatura media de la superficie global aumentará a 320 K (47 °C; 116 °F). La atmósfera se convertirá en un» invernadero húmedo » que conducirá a una evaporación descontrolada de los océanos. En este punto, los modelos del entorno futuro de la Tierra demuestran que la estratosfera contendría niveles crecientes de agua. Estas moléculas de agua se descompondrán a través de la fotodisociación por UV solar, permitiendo que el hidrógeno escape de la atmósfera. El resultado neto sería una pérdida del agua de Mar del mundo en unos 1.100 millones de años desde el presente.,
habrá dos variaciones de esta retroalimentación de calentamiento futuro: el «invernadero húmedo» donde el vapor de agua domina la troposfera mientras que el vapor de agua comienza a acumularse en la estratosfera (si los océanos se evaporan muy rápidamente), y el «invernadero fuera de control» donde el vapor de agua se convierte en un componente dominante de la atmósfera (si los océanos se evaporan demasiado lentamente)., En esta era libre de océanos, seguirá habiendo embalses superficiales a medida que el agua se libera constantemente de la corteza y el manto profundos, donde se estima que hay una cantidad de agua equivalente a varias veces la que actualmente está presente en los océanos de la Tierra. Algo de agua puede ser retenida en los polos y puede haber tormentas ocasionales, pero en su mayor parte el planeta sería un desierto seco con grandes campos de dunas que cubren su ecuador, y unas pocas Salinas en lo que una vez fue el fondo del Océano, similares a las Del Desierto de Atacama en Chile.,
sin agua que sirva como lubricante, la tectónica de placas muy probablemente se detendría y los signos más visibles de actividad geológica serían los volcanes escudo ubicados sobre los puntos calientes del manto. En estas condiciones áridas el planeta puede retener algo de vida microbiana y posiblemente incluso multicelular. La mayoría de estos microbios serán halófilos y la vida podría encontrar refugio en la atmósfera como se ha propuesto que sucedió en Venus. Sin embargo, las condiciones cada vez más extremas probablemente conducirán a la extinción de los procariotas entre 1.6 mil millones de años y 2.,8 mil millones de años a partir de ahora, con el último de ellos viviendo en estanques residuales de agua a altas latitudes y alturas o en cavernas con hielo atrapado. Sin embargo, la vida subterránea podría durar más tiempo. Lo que procede después de esto depende del nivel de actividad tectónica. Una liberación constante de dióxido de carbono por erupción volcánica podría hacer que la atmósfera entre en un estado de «súper invernadero» como el del planeta Venus., Pero, como se indicó anteriormente, sin agua superficial, la tectónica de placas probablemente se detendría y la mayoría de los carbonatos permanecerían enterrados de forma segura hasta que el sol se convierta en una gigante roja y su mayor luminosidad calienta la roca hasta el punto de liberar el dióxido de carbono.
la pérdida de los océanos podría retrasarse hasta 2 mil millones de años en el futuro si la presión atmosférica disminuyera. Una presión atmosférica más baja reduciría el efecto invernadero, reduciendo así la temperatura de la superficie. Esto podría ocurrir si los procesos naturales eliminaran el nitrógeno de la atmósfera., Los estudios de sedimentos orgánicos han demostrado que al menos 100 kilopascales (0,99 atm) de nitrógeno se han eliminado de la atmósfera en los últimos cuatro mil millones de años; suficiente para duplicar efectivamente la presión atmosférica actual si se liberara. Esta tasa de eliminación sería suficiente para contrarrestar los efectos del aumento de la luminosidad solar durante los próximos dos mil millones de años.
dentro de 2,8 mil millones de años, la temperatura de la superficie de la tierra habrá alcanzado los 422 K (149 °C; 300 °F), incluso en los polos. En este punto, cualquier vida restante se extinguirá debido a las condiciones extremas., Si toda el agua en la Tierra se ha evaporado en este punto, el planeta permanecerá en las mismas condiciones con un aumento constante en la temperatura de la superficie hasta que el sol se convierta en una gigante roja. De lo contrario, en unos 3-4 mil millones de años la cantidad de vapor de agua en la atmósfera inferior aumentará al 40% y comenzará un efecto de «invernadero húmedo» una vez que la luminosidad del Sol alcance un 35-40% más que su Valor Actual. Se producirá un efecto «invernadero fuera de control», haciendo que la atmósfera se caliente y elevando la temperatura de la superficie a alrededor de 1,600 K (1,330 °C; 2,420 °F)., Esto es suficiente para derretir la superficie del planeta. Sin embargo, la mayor parte de la atmósfera será retenida hasta que el Sol haya entrado en la etapa de gigante roja.
con la extinción de la vida, dentro de 2,8 mil millones de años, también se espera que las biosignaturas de la Tierra desaparezcan, para ser reemplazadas por firmas causadas por procesos no biológicos.,
red giant stageEdit
el tamaño del Sol actual (ahora en la secuencia principal) en comparación con su tamaño estimado durante su fase de gigante rojo
Una vez que el Sol cambia de quemar hidrógeno dentro de su núcleo a quemar hidrógeno en una concha alrededor de su núcleo, el núcleo comenzará a contraerse y la envoltura exterior se expandirá. La luminosidad total aumentará constantemente durante los siguientes mil millones de años hasta que alcance 2.730 veces la luminosidad actual del sol a la edad de 12.167 mil millones de años., La mayor parte de la atmósfera de la Tierra se perderá en el espacio y su superficie consistirá en un océano de lava con continentes flotantes de metales y óxidos metálicos, así como icebergs de materiales refractarios, con su temperatura superficial alcanzando más de 2,400 K (2,130 °C; 3,860 °F). El sol experimentará una pérdida de masa más rápida, con alrededor del 33% de su masa total derramada con el viento solar. La pérdida de masa significará que las órbitas de los planetas se expandirán. La distancia orbital de la tierra aumentará a un máximo del 150% de su Valor Actual.,
la parte más rápida de la expansión del sol en una gigante roja ocurrirá durante las etapas finales, cuando el Sol tendrá unos 12 mil millones de años. Es probable que se expanda para tragar Mercurio y Venus, alcanzando un radio máximo de 1,2 UA (180.000.000 km). La Tierra interactuará maridalmente con la atmósfera exterior del sol, lo que serviría para disminuir el radio orbital de la Tierra. Arrastre de la cromosfera del sol también reduciría la órbita de la Tierra. Estos efectos actuarán para contrarrestar el efecto de la pérdida de masa por el sol, y la Tierra probablemente será engullida por el sol.,
el arrastre de La atmósfera solar puede causar la órbita de la Luna a las caries. Una vez que la órbita de la Luna se cierre a una distancia de 18.470 km (11.480 millas), cruzará el límite de Roche de la Tierra. Esto significa que la interacción de las mareas con la Tierra rompería la Luna, convirtiéndola en un sistema de anillos. La mayor parte del anillo orbital comenzará entonces a decaer, y los escombros impactarán contra la Tierra. Por lo tanto, incluso si la Tierra no es tragada por el sol, el planeta puede quedar sin luna., La ablación y vaporización causada por su caída en una trayectoria de descomposición hacia el sol puede eliminar el manto de la Tierra, dejando solo su núcleo, que finalmente será destruido después de un máximo de 200 años. Después de este evento, el único legado de la tierra será un aumento muy leve (0.01%) de la metalicidad solar.,:IIC
etapa post-gigante rojaeditar
la Nebulosa Helix, una nebulosa planetaria similar a lo que el sol producirá en 8 mil millones de años
después de fusionar el helio en su núcleo en carbono, el sol comenzará a colapsar de nuevo, evolucionando estrella enana blanca después de expulsar su atmósfera externa como una nebulosa planetaria. La masa final prevista es del 54,1% del Valor Actual, muy probablemente compuesta principalmente de carbono y oxígeno.
actualmente, la Luna se está alejando de la Tierra a una velocidad de 4 cm (1.5 pulgadas) por año., En 50 mil millones de años, si la Tierra y la Luna no son engullidas por el sol, ellos se convertirán en una órbita más grande y estable, con cada uno mostrando solo una cara a la otra. A partir de entonces, la acción de las mareas del Sol extraerá el momento angular del sistema, causando que la órbita de la Luna decaiga y la rotación de la Tierra se acelere. En aproximadamente 65 mil millones de años, se estima que la Luna puede terminar colisionando con la Tierra, debido a que la energía restante del sistema Tierra–Luna está siendo minada por el sol remanente, causando que la Luna se mueva lentamente hacia adentro hacia la Tierra.,
en una escala de tiempo de 1019 (10 quintillones) años los planetas restantes en el Sistema Solar serán expulsados del sistema por relajación violenta. Si la Tierra no es destruida por el sol gigante rojo en expansión y la Tierra no es expulsada del Sistema Solar por una relajación violenta, el destino final del planeta será que colisione con el sol enano negro debido a la desintegración de su órbita a través de la radiación gravitacional, en 1020 (Escala corta: 100 quintillones, Escala larga: 100 billones) años.
Deja una respuesta